Η πιο πρόσφατη διεθνής έκθεση για τις κλιματικές αλλαγές παρουσιάζει μια εικόνα της διατάραξης της κοινωνίας, εκτός εάν υπάρξουν δραστικές και ταχείες περικοπές των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
σχετικό περιεχόμενο
- Με την αλλαγή του κλίματος, η Ουάσιγκτον, DC θα νιώθει περισσότερο σαν το Αρκάνσας μέχρι το 2080
Αν και είναι πρώτες μέρες, μερικές πόλεις και δήμοι αρχίζουν να αναγνωρίζουν ότι οι προηγούμενες συνθήκες δεν μπορούν πλέον να χρησιμεύσουν ως εύλογες εξάρσεις για το μέλλον.
Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την υποδομή της χώρας. Οι αυτοκινητόδρομοι, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας υδάτων και το ηλεκτρικό δίκτυο διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο για ακραίες καιρικές συνθήκες και άλλες επιπτώσεις από το μεταβαλλόμενο κλίμα.
Το πρόβλημα είναι ότι τα περισσότερα έργα υποδομής, συμπεριλαμβανομένου του σχεδίου ανανέωσης της υποδομής της κυβέρνησης Trump, συνήθως αγνοούν τους κινδύνους από την αλλαγή του κλίματος.
Στο έργο μας για την έρευνα της βιωσιμότητας και της υποδομής, ενθαρρύνουμε και αρχίζουμε να στρέψουμε προς το σχεδιασμό ανθρωπογενών συστημάτων υποδομής με γνώμονα την προσαρμοστικότητα.
Σχεδιάζοντας το παρελθόν
Τα συστήματα υποδομής είναι η πρώτη γραμμή άμυνας κατά των πλημμυρών, της θερμότητας, των πυρκαγιών, των τυφώνων και άλλων καταστροφών. Οι πολεοδόμοι και οι πολίτες συχνά υποθέτουν ότι αυτό που χτίστηκε σήμερα θα συνεχίσει να λειτουργεί ενόψει αυτών των κινδύνων, επιτρέποντας έτσι στις υπηρεσίες να συνεχίσουν και να μας προστατεύουν, όπως έχουν κάνει στο παρελθόν. Αλλά αυτά τα συστήματα σχεδιάζονται με βάση ιστορικά ακραία γεγονότα.
Οι αντλίες, για παράδειγμα, έχουν μέγεθος βάσει ιστορικών γεγονότων κατακρημνίσεων. Οι γραμμές μεταφοράς σχεδιάζονται μέσα στα όρια της ποσότητας ισχύος που μπορούν να κινούνται, διατηρώντας παράλληλα ασφαλείς συνθήκες λειτουργίας σε σχέση με τις θερμοκρασίες του αέρα. Οι γέφυρες σχεδιάζονται έτσι ώστε να είναι σε θέση να αντέχουν σε ορισμένους ρυθμούς ροής στα ποτάμια που διασχίζουν. Η υποδομή και το περιβάλλον συνδέονται στενά.
Τώρα, ωστόσο, η χώρα υπερβαίνει συχνότερα αυτές τις ιστορικές συνθήκες και αναμένεται να δει συχνότερα και έντονα ακραία καιρικά φαινόμενα. Είπε άλλος τρόπος, λόγω των κλιματικών αλλαγών, τα φυσικά συστήματα αλλάζουν πλέον ταχύτερα από την υποδομή.
Πώς μπορούν να προσαρμοστούν τα συστήματα υποδομής; Πρώτα, ας εξετάσουμε τους λόγους για τους οποίους τα συστήματα υποδομής αποτυγχάνουν στα άκρα:
- Ο κίνδυνος υπερβαίνει τις ανοχές σχεδιασμού. Αυτή ήταν η περίπτωση των πλημμυρών στο Διαδίκτυο 10 στο Φοίνιξ το φθινόπωρο του 2014, όπου η ένταση των βροχοπτώσεων υπερέβη τις συνθήκες σχεδιασμού.
- Κατά τη διάρκεια αυτών των περιόδων, υπάρχει λιγότερη πρόσθετη χωρητικότητα σε ολόκληρο το σύστημα: Όταν κάτι πάει στραβά, υπάρχουν λιγότερες επιλογές για τη διαχείριση του άγχους, όπως η επανατοποθέτηση ροών, είτε πρόκειται για νερό, ηλεκτρικό ρεύμα είτε για κυκλοφορία.
- Συχνά απαιτούμε τα μέγιστα από την υποδομή μας κατά τη διάρκεια ακραίων γεγονότων, πιέζοντας τα συστήματα σε μια εποχή που υπάρχει ελάχιστη χωρητικότητα.
Η σταδιακή αλλαγή παρουσιάζει επίσης σοβαρά προβλήματα, εν μέρει επειδή δεν υπάρχει κάποιο διακριτικό γεγονός που να προκαλεί έκκληση για δράση. Αυτό το είδος της κατάστασης μπορεί να είναι ιδιαίτερα ενοχλητικό στο πλαίσιο των καθυστερήσεων συντήρησης και των ελλειμμάτων του προϋπολογισμού που πλήττουν σήμερα πολλά συστήματα υποδομής. Οι πόλεις και οι πόλεις θα χαλαρώσουν στην εφησυχασμό μόνο για να διαπιστώσουν ότι η υποδομή τους για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν λειτουργεί πλέον όπως θα έπρεπε;
Επί του παρόντος, η προεπιλογή φαίνεται να είναι εξασφάλιση χρηματοδότησης για την οικοδόμηση περισσότερων από αυτά που είχαμε για τον περασμένο αιώνα. Ωστόσο, οι διαχειριστές υποδομής πρέπει να κάνουν ένα βήμα πίσω και να ρωτήσουν τι πρέπει να κάνουν τα συστήματά μας υποδομής για εμάς στο μέλλον.
Ευέλικτη και ευέλικτη από το σχεδιασμό
Θεμελιωδώς απαιτούνται νέες προσεγγίσεις για να αντιμετωπιστούν οι προκλήσεις όχι μόνο για το μεταβαλλόμενο κλίμα αλλά και για τις διαταραγμένες τεχνολογίες.
Αυτές περιλαμβάνουν την αυξανόμενη ενσωμάτωση των τεχνολογιών των πληροφοριών και των επικοινωνιών, γεγονός που αυξάνει τον κίνδυνο επιθέσεων στον κυβερνοχώρο. Άλλες αναδυόμενες τεχνολογίες περιλαμβάνουν αυτόνομα οχήματα και αεροσκάφη, καθώς και διαλείπουσα ανανεώσιμη ενέργεια και αποθήκευση μπαταριών στη θέση των συμβατικών συστημάτων ισχύος. Επίσης, οι ψηφιακά συνδεδεμένες τεχνολογίες μεταβάλλουν θεμελιωδώς τη γνώση των ατόμων γύρω από τον κόσμο γύρω μας: Σκεφτείτε πώς οι κινητές συσκευές μας μπορούν τώρα να μας ανακατευθύνουν με τρόπους που δεν καταλαβαίνουμε πλήρως με βάση τη δική μας ταξιδιωτική συμπεριφορά και κυκλοφορία σε μια περιοχή.
Ωστόσο, τα σημερινά παραδείγματα σχεδιασμού υποδομής υπογραμμίζουν τα μεγάλα συγκεντρωτικά συστήματα που προορίζονται να διαρκέσουν για δεκαετίες και που μπορούν να αντέξουν τους περιβαλλοντικούς κινδύνους σε ένα προεπιλεγμένο επίπεδο κινδύνου. Το πρόβλημα είναι ότι το επίπεδο κινδύνου είναι πλέον αβέβαιο επειδή το κλίμα αλλάζει, μερικές φορές με τρόπους που δεν είναι πολύ κατανοητοί. Ως εκ τούτου, οι προβλέψεις ακραίων γεγονότων μπορεί να είναι λίγο ή πολύ χειρότερα.
Δεδομένης αυτής της αβεβαιότητας, η ευελιξία και η ευελιξία θα πρέπει να αποτελούν κεντρικό στοιχείο του σχεδιασμού υποδομής μας. Στην έρευνά μας, είδαμε πώς ορισμένες πόλεις έχουν υιοθετήσει αρχές για την προώθηση αυτών των στόχων ήδη και τα οφέλη που προσφέρουν.
Μια έξυπνη σήραγγα στην Κουάλα Λουμπούρ έχει σχεδιαστεί για να συμπληρώσει το σύστημα αποστράγγισης της ομβρομηχανής της πόλης. (David Boey, CC BY) Στην Kuala Lampur, οι σήραγγες κυκλοφορίας είναι σε θέση να μεταβαίνουν στη διαχείριση των ομβρίων υδάτων κατά τη διάρκεια έντονων κατακρημνισμάτων, ένα παράδειγμα πολυλειτουργικότητας.
Σε όλες τις ΗΠΑ, οι τεχνολογίες smartphone με βάση τον πολίτη αρχίζουν να παρέχουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο. Για παράδειγμα, το έργο CrowdHydrology χρησιμοποιεί δεδομένα πλημμύρας που υποβάλλονται από πολίτες ότι οι περιορισμένοι συμβατικοί αισθητήρες δεν μπορούν να συλλέξουν.
Οι σχεδιαστές και διαχειριστές υποδομής σε ορισμένες τοποθεσίες των ΗΠΑ, όπως η Νέα Υόρκη, το Πόρτλαντ, το Μαϊάμι και η Νοτιοανατολική Φλόριντα και το Σικάγο, πρέπει τώρα να σχεδιάσουν αυτό το αβέβαιο μέλλον - μια διαδικασία που ονομάζεται οδικός χάρτης. Για παράδειγμα, το Μαϊάμι έχει αναπτύξει σχέδιο 500 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ για την αναβάθμιση των υποδομών, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης νέας χωρητικότητας άντλησης και της αύξησης των οδών για την προστασία ακινήτων που βρίσκονται σε κίνδυνο.
Αυτές οι ικανότητες ευθυγραμμίζονται με την σκέψη που βασίζεται στην ανθεκτικότητα και μετακινούν τη χώρα μακριά από τις προεπιλεγμένες προσεγγίσεις μας απλά να χτίσουμε μεγαλύτερα, ισχυρότερα ή πιο περιττά.
Προγραμματισμός για αβεβαιότητα
Επειδή υπάρχει πλέον περισσότερη αβεβαιότητα όσον αφορά τους κινδύνους, η ανθεκτικότητα αντί για τον κίνδυνο θα πρέπει να αποτελέσει κεντρικό στοιχείο του σχεδιασμού και της λειτουργίας της υποδομής στο μέλλον. Η ανθεκτικότητα σημαίνει ότι τα συστήματα μπορούν να αντέξουν ακραία καιρικά φαινόμενα και να επανέλθουν σε λειτουργία γρήγορα.
Η τεχνολογία Microgrid επιτρέπει σε μεμονωμένα κτίρια να λειτουργούν σε περίπτωση ευρύτερης διακοπής ρεύματος και είναι ένας τρόπος για να καταστεί το ηλεκτρικό σύστημα πιο ανθεκτικό. (Amy Vaughn / Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, CC BY-ND) Αυτό σημαίνει ότι οι υπεύθυνοι σχεδιασμού υποδομής δεν μπορούν απλώς να αλλάξουν την παράμετρο σχεδιασμού τους - για παράδειγμα, να οικοδομήσουν για να αντέξουν ένα συμβάν των 1.000 χρόνων αντί για ένα γεγονός 100 χρόνων. Ακόμα και αν μπορούσαμε να προβλέψουμε με ακρίβεια τι πρέπει να είναι αυτά τα νέα επίπεδα κινδύνου για τον επόμενο αιώνα, είναι τεχνικά, οικονομικά ή πολιτικά εφικτό να οικοδομηθούν αυτά τα πιο ισχυρά συστήματα;
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο απαιτούνται προσεγγίσεις με βάση την αντοχή που δίνουν έμφαση στην ικανότητα προσαρμογής. Οι συμβατικές προσεγγίσεις υπογραμμίζουν την ευρωστία, όπως η οικοδόμηση ενός λόφου που μπορεί να αντέξει ένα ορισμένο επίπεδο αύξησης της στάθμης της θάλασσας. Αυτές οι προσεγγίσεις είναι απαραίτητες, αλλά λόγω της αβεβαιότητας όσον αφορά τον κίνδυνο χρειαζόμαστε άλλες στρατηγικές στο οπλοστάσιό μας.
Για παράδειγμα, η παροχή υπηρεσιών υποδομής μέσω εναλλακτικών μέσων όταν αποτυγχάνεται η κύρια υποδομή μας, όπως η ανάπτυξη μικροδέντρων μπροστά από τους τυφώνες. Ή οι υπεύθυνοι σχεδιασμού μπορούν να σχεδιάσουν συστήματα υποδομής έτσι ώστε όταν αποτυγχάνουν, να ελαχιστοποιηθούν οι συνέπειες για την ανθρώπινη ζωή και την οικονομία.
Αυτή είναι μια πρακτική που εφαρμόστηκε πρόσφατα στις Κάτω Χώρες, όπου επιτρέπεται να πλημμυρίζουν τα ποτάμια δέλτα του Ρήνου, αλλά δεν επιτρέπεται στους ανθρώπους να ζουν στην πλημμυρική πεδιάδα και οι αγρότες αποζημιώνονται όταν χάνονται οι καλλιέργειες τους.
Η αβεβαιότητα είναι η νέα φυσιολογική και η αξιοπιστία εξαρτάται από την υποδομή τοποθέτησης ώστε να λειτουργεί και να προσαρμόζεται σε αυτήν την αβεβαιότητα. Αν η χώρα συνεχίσει να δεσμεύεται για την κατασκευή υποδομών του περασμένου αιώνα, μπορούμε να συνεχίσουμε να περιμένουμε τις αποτυχίες αυτών των κρίσιμων συστημάτων και τις απώλειες που έρχονται μαζί τους.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στην Η συζήτηση.
Μιχαήλ Τσέστερ, Αναπληρωτής Καθηγητής Πολιτικών, Περιβαλλοντικών και Βιώσιμων Μηχανικών, Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. Braden Allenby, Καθηγητής Προέδρου και Λίνκολν Καθηγητής Μηχανικής και Δεοντολογίας, Σχολή Βιώσιμης Μηχανικής και Ενσωματωμένου Περιβάλλοντος, Σχολή Μηχανικών Ira A. Fulton, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. και Samuel Markolf, Μεταδιδακτορικός Ερευνητικός Συνεργάτης, Δίκτυο Έρευνας Αειφορίας στην Αειφορία Extreme, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα
